Расчет горизонтальной аэрируемой песколовки для очистной станции

Применение аэрируемых песколовок для удаления из сточных вод песка. Расчет песковых площадок и бункеров. Гидравлический расчет трубопроводов. Материальный баланс, выбор конструкционного материала. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки.

Рубрика Производство и технологии
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 16.06.2012
Размер файла 201,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова"

Кафедра "Химическая техника и инженерная экология"

Пояснительная записка к курсовому проекту

Расчет горизонтальной аэрируемой песколовки для очистной станции

по дисциплине "Основы проектирования природоохранных технологий"

Проект выполнил

Студент гр.9ООС - 71 Кельменчук А.П.

Проверил Сомин В.А.

Барнаул 2012

Оглавление

  • Введение
  • 1. Характеристика процесса отстаивания
  • 2. Технологический расчет
  • 2.1 Расчет песковых площадок
  • 2.2 Расчет песковых бункеров
  • 3. Гидравлический расчет трубопроводов
  • 3.1 Расчет подводящего трубопровода
  • 3.2 Гидравлический расчет песколовки
  • 3.3 Расчет отводящего трубопровода
  • 4. Материальный баланс
  • 5. Выбор конструкционного материала
  • 6. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки
  • Заключение
  • Список используемой литературы
  • Приложение

Введение

В городских сточных водах содержится большое количество нерастворимых и малорастворимых веществ с размером частиц более 1 мкм, которые образуют с водой дисперсные системы - суспензии и эмульсии. Такие систем являются кинетически неустойчивыми и в определённых условиях способны разрушаться - выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды.

Механическая очистка - это выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, имеющих минеральную или органическую природу. Для этого применяют следующие методы:

· процеживание - задержание наиболее крупных взвешенных веществ и частично взвешенных веществ на решетках и ситах;

· отстаивание - выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей), отстойниках (для задержания более мелких и всплывающих примесей), а также нефтеловушках, масло - и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание, используемое в гидроциклонах и центрифугах;

· фильтрование - задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах.

При неравномерном образовании сточных од перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции.

Метод отстаивания вместе со сбраживанием осадков используется в комбинированных сооружениях для очистки небольших количеств сточной воды - септиках, двухъярусных отстойниках и осветлителях перегнивателях.

В настоящее время как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко. Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое количество воды (для производственных сточных вод повторный возврат технологический процесс).

В основном же механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.

1. Характеристика процесса отстаивания

Аэрируемые песколовки применяются для удаления из сточных вод песка крупностью более 0,15-0,20 мм, рекомендуются при производительности станции более 15-20 тыс. м3/сут и особенно при значительном содержании в городском стоке жировых веществ, нефтепродуктов и ПАВ.

Песколовки проектируются в виде блока, состоящего не менее чем из двух самостоятельных отделений (все рабочие).

Как правило, песколовки оборудуются гидромеханической системой сбора песка; из песколовок песок удаляется не реже, чем через 2 суток гидроэлеватором. Схема песколовки приведена на рис.3.2.

В песколовках скорость движения составляет не более 0,08-0,12 м/с; регуляторы скорости не предусматриваются.

По [1, п.6.28] при проектировании аэрируемых песколовок принимают:

- установку аэратора из дырчатых труб на глубину 0,7 м вдоль одной из продольных стен над лотком для сбора песка;

- интенсивность аэрации 3-5 м32ч;

- поперечный уклон дна к песковому лотку 0,2-0,4;

- впуск воды совпадающим с направлением вращения воды в песколовке, выпуск - затопленным;

- отношение ширины к глубине отделения В: Н = 1: 11: 1,5.

Перед каждой песколовкой и за ней устанавливаются шиберы, и предусматривается возможность ее отключения и опорожнения.

Сборник песка размещается в начале песколовки и рассчитывается на двухсуточное накопление песка. Конусность сборника 55-60, ширина дна 0,5 м. Песок из сборника удаляется гидроэлеватором или эрлифтом.

При проектировании известны: максимальный часовой расход сточных вод и приведенное количество жителей.

Рис.3.2 Аэрируемая песколовка: 1 - пескопульпа; 2 - технический трубопровод; 3 - объединяющий канал; 4 - колодец для плавающих веществ; 5 - отвод воды; 6 - трубопровод подачи воздуха

аэрируемая песколовка очистная станция

2. Технологический расчет

Расчет производим по источнику [1]

Количество отделений принимаем из расхода 30 тыс. м3/сут.

Площадь живого сечения находим по формуле:

W = qmax/n*vs, (1)

Где qmax - максимальный расход сточных вод;

vs - скорость течения воды м/с (см. табл.1)

Qmax = 50000*24*3600 = 0.58 м3

Vs = 0.1 м/с

W = 0.58/0.1 = 2.9 м2

Принимаем соотношение ширины В и глубины Н песколовки б (в пределах 1-1,5) и определяем сами значения ширины и глубины

H = vw/б (2), H = v2.9/1.5 = 1.39 м

B = б*H (3)

B = 1.5*1.39 = 2.085 м

Для типовой песколовки принимаем В = 3 м

Найдем длину осаждения песчинки:

h = B*u0/V1 (4) h = 3*0.0145/0.1 = 0.435 м

определяем требуемое количество кругов вращения жидкости для достижения 90% эффективности улавливания песка

n ул = - 1/ lg (1-h/hp) (5)

h/hp = h/H/2 = 0.435/2.1/2 = 0.4

nул = - 1/lg (1-0.4) = 4.54

Время вращения одного круга:

t1 = 1.2*B/V1 (6) t1 = 1.2*3/0.1 = 36 c

Продолжительность пребывания жидкости:

t = t1 *n*1.1 (7)

T = 1.1*4.54*36 = 179.784 c

Длину песколовки рассчитываем по формуле:

Ls = 1000*Ks*Hs*vs/u0, (8)

где Ks - коэффициент принимаемый по табл.2;

Hs - расчетная глубина песколовки м, равная Н/2 = 1,39/2 = 0,695

Ls = 1000*2,39*0,695*0,1/14,5 = 11,45

По рассчитанной глубине и ширине принимаем типовую песколовку n = 2; B = 3 м; H = 2.1 м; L = 12 м

Находим суточный объем осадка

Wсут = Nпр*qос/1000, (9)

где qос - удельное количество песка, л/ (сут*чел) (принимаемое по табл.1);

Nпр - приведенное население, чел.

Nпр = 1000*Q/a (10)

Примем а = 250 л/ (сут*чел)

Nпр = 1000*50000/250 = 200000 чел.

Wсут = 200000*0.03/1000 = 6 м3/сут

Примем интервал выгрузки осадка из песколовки Тос = 2 сут и рассчитаем объем бункера одного отделения песколовки:

W = wсут*Toc/n (11) W = 6*2/2 = 6 м2

Определяем глубину бункера песколовки:

Hб = W/B (12)

Hб = 6/9 = 0.67 м

Определяем расход промывной воды при гидромеханическом удалении песка:

qh = vh*Lsc*bsc (13), Lsc = Ls - B (14)

Lsc = 12-3 = 9 м

qh = 0.0065*9*0.5 = 0.02925 л/с

Напор в начале смывного трубопровода:

H0 = 5.4*h0+5.4*vтр/2*g, (15)

где h0 = 0.3 максимальная высота слоя песка;

vтр - скорость воды в начале смывного трубопровода, равная 3 м/с.

H0 = 5.4*0.3+5.4*32/2*9.81 = 4.1 м/с

Общий расход оздуха на аэрацию:

Qair = IaBLs, (16)

где Ia - интенсивность воздуха при аэрации (3 м3/ (м2*ч)

Qair = 3*3*12 = 108 м3

2.1 Расчет песковых площадок

Определяем годовой объем песка:

Wгод = 365 * Nпр*qос/1000 (17)

Wгод = 365*200000*0.03/1000 = 2190 м3/ггод

Рассчитываем рабочую площадь песковых площадок:

Sp = Wгод/hгод, (18)

где hгод - годовая нагрузка на площадки, равная не более 3 м3/ (м2*год)

Sp = 2190/3 = 730 м2

Находим общую площадь песковых площадок:

Sобщ = 1,2 * Sp (19)

Sобщ = 1,2*730 = 876 м2

2.2 Расчет песковых бункеров

Определим необходимый объем бункеров:

Wb = wсут*Т, (20)

где Т - продолжительность хранения песка в бункерах, равная 4 сут.

Wb = 6*4 = 24 м3

Рассчитаем объем одного бункера:

W1 = П/4* (D3+D/3* (D2+D+1)), (21)

где D - диаметр бункера, равный 1,5-2 м

Принимаем D = 2 м

W1 = 3,14/4* (23+2/3* (22+2+1)) = 9,9

Найдем количество бункеров:

nb = Wb/W1 (22)

nb = 24/9.9 = 2.4

Принимаем количество бункеров равное 3.

3. Гидравлический расчет трубопроводов

Расчет производим по источнику [2]

3.1 Расчет подводящего трубопровода

Примем длину участка L = 2 м. Расход сточных вод на участке qmax = 0.58 м3/с. Местные сопротивления:

1. распределение потока ( = 1,5) не учитывается так как в месте распределения потока формируется перепад.

Сечение потока воды в канале b*h = 600*300 мм, гидравлический уклон i = 0,002, скорость потока V = 0,9 м/с. Перепад уровней воды на входе в канал:

? = 0,42-0,36 = 0,06 м

hw = i*L = 0.002*2 = 0.004 м

3.2 Гидравлический расчет песколовки

Потери напора в песколовке hп = 0,2 м (принимаем по табл.4). Местные потери в песколовке:

2. потери на входе ( = 1,0).

Общие потери напора

hw = hп + *V2/2*g (23)

hw = 0.2+1*0.92/2*9.81 = 0.241 м

3.3 Расчет отводящего трубопровода

Длина участка L = 2м. расход сточных вод qmax = 0,58 м3/с. Местные сопротивления:

3. вход в канал (=0,5).

Сечение потока воды в канале b*h = 600*300 мм, гидравлический уклон i = 0,002, скорость потока V = 0,9 м/с.

Общие потери напора в канале:

hw = i*L+*V2/2*g (24) hw = 0.002*2+0.5*0.92/2*9.81 = 0.0246 м

4. Материальный баланс

Qстнач=Qочищкон+Qос*?*wсут+Qпп

50000*Снач=Qочищкон+Qoc*1000*6+Qпп

50000*Снач=Qочищкон+Qос*6000+Qпп

где Qст - расход сточной воды на очистку

Qоч - расход сточной воды после очистки

Qос - количество воды в осадке

Qп - потери воды

Cкон - концентрация начальная

Cкон - концентрация конечная взвешенных веществ

Cв. в осад. - концентрация взвеси в осадоке

Cп - концентрация потери взвешенных веществ

5. Выбор конструкционного материала

Для песколовки выбран следующий материал: железобетон [ГОСТ 7473-2010]. Введен 01.01.2012 Взамен ГОСТ 7473-94 Распространяется на готовые для применения бетонные смеси тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов на цементных вяжущих, отпускаемые потребителю для возведения монолитных и сборно-монолитных конструкций или используемые на предприятиях для изготовления изделий и сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Настоящий стандарт не распространяется на бетонные смеси специальных бетонов и бетонов на специальных заполнителях (см. ГОСТ 25192), конструкционных бетонов на основе известковых, шлаковых, гипсовых и специальных вяжущих, а также на сухие строительные смеси.

Для трубопроводов выбрана сталь Ст3сп [ГОСТ 380-2005]. Распространяется на круглые, квадратные, прямоугольные, овальные и плоскоовальные трубы для металлоконструкций из углеродистой и низколегированной стали.

6. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки

Стремление избежать устройства скребковых механизмов для удаления осадка привело к созданию песколовок с бункерами под днищем или дренажным днищем. В последнем случае в днище каждого отделения закладывают бетонную или керамическую дренажную трубу диаметром 100 мм, над которой располагают слой гравия толщиной 20-30 см.

В песколовках с бункерами под днищем по всей длине устраиваются 2-3 пирамидальные бункера. Желательно, чтобы проточные и осадочные части таких песколовок разделялись между собой колосниковыми днищами (перегородками), т.к. проточность осадочных частей вредно отражается на работе песколовок. Площадь колосников составляет около 50 % площади всего днища, остальная часть приходится на продольные отверстия, через которые и проваливается в бункера выпавший осадок. Для исключения выпадения в таких песколовках органических загрязнений создают искусственную шероховатость днища. Оптимальным является устройство днищ в виде гряд, формируемых потоком из осадка.

Осадок целесообразно выгружать эрлифтом, так как песколовка вертикальная и объем осадка мал, поэтому целесообразно использовать эрлифт.

Эрлифт разновидность струйного насоса. Состоит из вертикальной трубы, в нижнюю часть которой, опущенной в жидкость, вводят газ под давлением. Образовавшаяся в трубе эмульсия (смесь жидкости и пузырьков) будет подниматься благодаря разности удельных масс эмульсии и жидкости. Естественно, что эмульсия тем легче, чем в ней больше пузырьков.

Теория газлифта рассчитывает движение газожидкостной смеси в вертикальной трубе на основании дифференциального уравнения Бернулли для гомогенной сжимаемой среды.

Заключение

В данном курсовом проекте представлен расчет основного и вспомогательного оборудования аэрируемой песколовки для очистки сточных вод.

Были рассчитаны подводящий и отводящий трубопроводы, материальный баланс и подобран конструкционный материал.

В результате технологических расчетов были получены следующие данные:

площадь каждого отделения песколовки - 2,9 м2;

диаметр каждого отделения песколовки - 3 м;

глубина бункера - 0,67 м;

полная строительная высота песколовки - 2,1 м.

Результаты расчетов песковых площадок:

годовой объем песка, задерживаемый в песколовках - 2190 м3/год;

рабочая площадь песковых площадок - 730 м2;

общая площадь песковых площадок - 876 м2.

Результаты расчетов песковых бункеров:

необходимый объем бункеров - 24 м3;

объем одного бункера - 9,9 м3;

продолжительность хранения песка в бункерах - 4 сут;

количество бункеров - 3.

Результаты расчетов гидравлических трубопроводов:

Подводящего трубопровода:

длина участка - 2 м;

перепад уровней воды на входе в трубопроводе - 0,06 м;

диаметр трубопровода - 1 м.

Результаты расчетов потери напора в песколовках:

общие потери напора - 0,241 м.

Результаты расчетов отводящего трубопровода:

длина участка - 2 м;

общие потери напора в трубопроводе - 0,0246 м.

Список используемой литературы

1. Гудков А.Г. "Механическая очистка сточных вод." Учебное пособие. - Вологда: ВоГТУ, 2003. - 152 с.

2. Г.И. Воловник, М.И. Коробко. "Технологические расчеты сооружений для очистки городских сточных вод." Учебное пособие. - Хабаровск: ДВГУПС, 2005. - 117 с.

3. СНиП 2.0403-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

4. ГОСТ 380-2005, ГОСТ 54384-2011.

Приложение

Таблица 1. Параметры различных типов песколовок

песколовка

Гидравлическая крупность песка u0, мм/с

Скорость движения сточных вод vs, м/с, при потоке

Глубина Hs, м

Количество задерживаемого песка, л/сут*чел

Влажность песка, %

Содержание песка в осадке, %

Min

max

Горизонтальная

18,7-24,2

0,15

0,3

0,5-2

0,02

60

55-60

Аэрируемая

13,2-18,7

-

0,08-0,12

0,7-3,5

0,03

-

90-95

тангенциальная

18,7-24,2

-

0,5

0,02

60

70-75

Таблица 2. Параметры к расчету песколовок

Диаметр задерживаемых частиц песка, мм

Гидравлическая крупность песка u0, мм/с

Значение Ks в зависимости от типа песколовок и B/H аэрируемых песколовок

горизонтальные

Аэрируемые

В/Н =1

В/Н= 1,25

В/Н = 1,5

0,15

13,2

-

2,62

2,5

2,39

0, 20

18,7

1,7

2,43

2,25

2,08

0,25

24,2

1,3

-

-

-

Таблица 3. Основные показатели типовых аэрируемых песколовок

Номер типового проекта 902-2-…

Пропускная способность тыс. м3/сут

Число отделений

Размеры, м

Отношение B/L

Расход воздуха на аэрацию м3/ч, при интенсивности 3 м3/ (м2*ч)

В

Н

L

-

70

2

3

2,1

12

1,34

200

…284

100

3

3

2,1

12

1,34

300

-

140

2

4,5

2,8

18

1,5

460

…286

200

3

4,5

2,8

18

1,5

690

…287

280

4

4,5

2,8

18

1,5

920

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Технологическая схема ректификационной установки и ее описание. Выбор конструкционного материала аппарата. Материальный баланс. Определение рабочего флегмового числа. Средние массовые расходы по жидкости и пару. Гидравлический и конструктивный расчет.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.02.2016

  • Характеристика и источники образования сточных вод. Обоснование технологической схемы их очистки. Способы удаления азота и фосфора. Использование сооружений по обработке осадков. Расчет аэротенка, нитрификатора, системы аэрации и вторичного отстойника.

    курсовая работа [895,9 K], добавлен 26.08.2014

  • Определение емкости приемного резервуара, притока сточных вод и расчетной производительности канализационной насосной станции. Графоаналитический расчет совместной работы насосов и водоводов. Определение размеров машинного зала и здания КНС, отметки оси.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.04.2015

  • Определение концентрации загрязнений в сточной воде перед очистными сооружениями. Требуемые показатели качества очищенных сточных вод. Горизонтальные песколовки с круговым движением воды. Гидромеханизированный сбор песка. Схема очистки бытовых вод.

    контрольная работа [741,0 K], добавлен 03.11.2014

  • Выбор типов водозаборных сооружений. Определение диаметров самотечных трубопроводов и размеров водоприёмных окон. Устройства для удаления осадка. Проектирование зоны санитарной охраны водозаборных сооружений. Расчет мероприятий по защите берега.

    курсовая работа [667,5 K], добавлен 04.06.2015

  • Стабилизационная обработка воды. Определение полной производительности станции. Расчет емкостей расходных и растворных баков. Расчет хлораторной установки, горизонтальных отстойников, вихревого смесителя, песколовки, сгустителей и резервуара чистой воды.

    курсовая работа [603,6 K], добавлен 01.02.2012

  • Гидравлический расчет статических характеристик гидропривода с машинным регулированием. Выбор управляющего устройства давления. Расчет и выбор трубопроводов. Расчет потерь давления и мощности в трубопроводе. Определение теплового режима маслобака.

    курсовая работа [122,4 K], добавлен 26.10.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.